Test au sol du satellite Planck. Mathieu Bauchy Stage du 29 mai au 30 juin au LERMA

Test au sol du satellite Test au sol du satellite Planck.Planck.

Mathieu BauchyMathieu Bauchy

Stage du 29 mai au 30 juin au LERMA.

Plan de la présentationPlan de la présentation

Présentation du sujet du stagePrésentation du sujet du stage

Travail réaliséTravail réalisé– Traitement des donnéesTraitement des données– Prise de donnéesPrise de données

ConclusionConclusion

Le satellite PlanckLe satellite Planck

Lancement en 2008Lancement en 2008

ObjectifsObjectifs– Fond cosmiqueFond cosmique– Avant plansAvant plans

Deux instruments :Deux instruments :– LFI (20 à 94 GHz)LFI (20 à 94 GHz)– HFI (100 à 857 GHz)HFI (100 à 857 GHz)

Une précision Une précision inégaléeinégalée

Les bolomètresLes bolomètres

PrincipePrincipe

HFI :HFI :– Différentes fréquencesDifférentes fréquences– Polarisés ou nonPolarisés ou non– Cryogénie (He3/He4) : Cryogénie (He3/He4) :

T=0,1KT=0,1K

Importance de Importance de déterminer le temps déterminer le temps de réponsede réponse

Transformationen chaleur

Variation dela résistance

Bolomètre

Sourcelumineuse

R

Plan de la présentationPlan de la présentation

Présentation du sujet du stagePrésentation du sujet du stage

Travail réaliséTravail réalisé– Traitement des donnéesTraitement des données– Prise de donnéesPrise de données

ConclusionConclusion

Manip TAU ELSManip TAU ELS

But :But :– Déterminer TAU (temps de réponse du bolomètre)Déterminer TAU (temps de réponse du bolomètre)– Vérifier le comportement de l’électroniqueVérifier le comportement de l’électronique

ChopeurJeu de

bolomètresELS

Modulationdu signal

Cuve Saturne à 2K

Source lumineuse

R

80, 50, 34, 18, 10, 4 et 2 Hz.

Signal à analyserSignal à analyserR (ADU)

t (minutes)

Signal obtenu pour un bolomètre 100 GHz pour un courant donné et une fréquence d’échantillonnage donnée.

Signal à analyserSignal à analyser

80 Hz50 Hz

34 Hz

10min, environ 120 000 points

TAU ELS TAU FIBER

R (ADU)

t (minutes)

Traitement du signalTraitement du signalR (ADU)

t (minutes)

x200(Hz)

Traitement du signalTraitement du signal

t (minutes)

R (ADU)

x200(Hz)

Spectre obtenuSpectre obtenu

Fréquence du chopeur

Modification deModification dela procédure de traitementla procédure de traitement

Fenêtre HanningFenêtre HanningCorrection de la dériveCorrection de la dériveAjustement des paramètres :Ajustement des paramètres :– Largeur de la fenêtreLargeur de la fenêtre– Largeur de l’offsetLargeur de l’offset

Ajout de deux modules :Ajout de deux modules :– Prise en compte d’une éventuelle imprécision sur les Prise en compte d’une éventuelle imprécision sur les

fréquences du chopeurfréquences du chopeur– Suppression du bruit environnantSuppression du bruit environnant

Procédure de fit automatiqueProcédure de fit automatique

Signal à analyserSignal à analyserR (ADU)

t (minutes)

Signal obtenu pour un bolomètre 100 GHz pour un courant donné et une fréquence d’échantillonnage donnée.

Modification deModification dela procédure de traitementla procédure de traitement

Fenêtre HanningFenêtre HanningCorrection de la dériveCorrection de la dériveAjustement des paramètres :Ajustement des paramètres :– Largeur de la fenêtreLargeur de la fenêtre– Largeur de l’offsetLargeur de l’offset

Ajout de deux modules :Ajout de deux modules :– Prise en compte d’une éventuelle imprécision sur les Prise en compte d’une éventuelle imprécision sur les

fréquences du chopeurfréquences du chopeur– Suppression du bruit environnantSuppression du bruit environnant

Procédure de fit automatiqueProcédure de fit automatique

Modèle de fitModèle de fit

Filtre du 1Filtre du 1erer ordre (-> TAU) ordre (-> TAU)

Electronique (Vérification)Electronique (Vérification)– Filtre numérique (auto convolution)Filtre numérique (auto convolution)– Electronique (filtre)Electronique (filtre)

Modèle de fitModèle de fit

Filtre du 1Filtre du 1erer ordre ordre

ElectroniqueElectronique– Filtre numérique (auto convolution)Filtre numérique (auto convolution)– Electronique (filtre)Electronique (filtre)

Paramètres libres

Spectre fittéSpectre fitté

Fréquence du chopeur

Spectre fittéSpectre fitté

Fréquence du chopeur

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres donnéesdonnées

Tau(ms)

Courant (A)

Données JPL(électronique parfaite)

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres donnéesdonnées

Tau(ms)

Courant (A)

Données JPL(électronique parfaite)

Modèle de fitModèle de fit

Filtre du 1Filtre du 1erer ordre (-> TAU) ordre (-> TAU)

Electronique (Vérification)Electronique (Vérification)– Filtre numérique (auto convolution)Filtre numérique (auto convolution)– Electronique (filtre)Electronique (filtre)

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres données (JPL)données (JPL)

Tau(ms)

Courant (A)

Donnée TAU ELS

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres données (JPL)données (JPL)

Différents typesde bolomètresclassés par f (GHz)

Barres d’écart de 10%

TAU ELS Tau (ms)

JPL Tau (ms)

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres données (JPL)données (JPL)

Différents typesde bolomètresclassés par f (GHz)

TAU ELS Tau (ms)

JPL Tau (ms)

Comparaison avec d’autres Comparaison avec d’autres données (TAU FIBER)données (TAU FIBER)

Différents typesde bolomètresclassés par f (GHz)

TAU ELS Tau (ms)

TAU FIBERTau (ms)

Problème des bolomètres haute Problème des bolomètres haute fréquencefréquence

Le problème du bruitLe problème du bruit

L’électronique prédomineL’électronique prédomine

Influence du bruitInfluence du bruit

On génère un spectre parfaitOn génère un spectre parfait

On lui ajoute un bruit aléatoireOn lui ajoute un bruit aléatoireOn lui applique la procédure de fit On lui applique la procédure de fit plusieurs foisplusieurs fois

Influence du bruitInfluence du bruit

ExplicationExplication

Le fit ne converge pas

Electronique seule :

Plan de la présentationPlan de la présentation

Présentation du sujet du stagePrésentation du sujet du stage

Travail réaliséTravail réalisé– Traitement des donnéesTraitement des données– Prise de donnéesPrise de données

ConclusionConclusion

Choix des nouvelles fréquencesChoix des nouvelles fréquences

Pour les anciennes fréquences

Choix des nouvelles fréquencesChoix des nouvelles fréquences

Pour les anciennes fréquences

Pour les nouvelles fréquences

(80, 50, 34, 18, 10, 4 et 2 Hz)

(60, 40, 20, 12, 8, 4 et 2 Hz)

Prise de mesuresPrise de mesures

Salle blanche de l’IAS

ConclusionConclusion

La vie d’un laboratoireLa vie d’un laboratoire

La vie d’un chercheurLa vie d’un chercheur

La vie d’un projet en équipeLa vie d’un projet en équipe

Merci à Alain Coulais !! Merci à Alain Coulais !!